Diseño y modelación de un colector solar

Abstract

Este trabajo se concentra en determinar la energía solar disponible y describir una aplicación, la cual se busca mejorar en términos geométricos para alcanzar los máximos niveles posibles de utilización del recurso energético disponible. Para esto en el primer capítulo se desarrollan los métodos de estimación de la radiación solar global, flujo total de radiación proveniente del sol medido en la superficie de la tierra, compuesto de sus parcelas directa, difusa y reflejada. La magnitud de esta es función de variables geográficas, temporales y climatológicas que son recogidas en el modelo de estimación desarrollado. La validación de estos modelos de estimación, se realiza al comparar los resultados con los registros solarimétricos disponibles [4]. Estas comparaciones evidencia la cercanía de las estimaciones en iguales periodos, aunque es necesario reunir mayor cantidad de datos históricos para afirmar que estos modelos responden al comportamiento real de la irradiación solar para la región bajo análisis. En segundo lugar se procedió a la optimización geométrica de un concentrador parabólico, el cual es parte de un sistema diseñado para acondicionar agua sanitaria a través de la irradiación solar. La transferencia de calor por radiación, posee entre sus parámetros limitantes la geometría de las superficies que se enfrentan al intercambio. Así, un adimensional llamado Factor de Forma o Configuración recoge las características dimensionales del concentrador parabólico y permitirá condicionar los niveles de captación de energía a parámetros geométricos como el tamaño, la posición y concavidad de esta superficie. Finalmente, la modelación desarrollada en el software Maple es condicionada a parámetros que definen el tipo de superficie reflectora parabólica del colector solar, lo cual permite optimizar la forma de dicha superficie en función de obtener una máxima captación de energía.